Влияние рефракции миллиметровых и сантиметровых волн в атмосфере на угол места источника излучения

• Автор: Паршуков, Виктор Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИИ РАДИОРЕФРАКЦИИ ПОД МАЛЫМИ УГЛАМИ
МЕСТА СКВОЗЬ ВСЮ ТОЛЩУ АТМОСФЕРЫ
1.1. Модели высотного профиля коэффициента преломления воздуха для радиоволн
1.2. Основные методы вычисления рефракции в сферически-слоистой атмосфере
1.3. Экспериментальные исследования радиорефракции на
приземных трассах
1.4. Экспериментальные исследования астрономической радиорефракции
1.5. Выводы
Глава 2. ТРАЕКТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭМ ВОЛН В СФЕРИЧЕСКИ-СЛОИСТОЙ
АТМОСФЕРЕ
2.1. Обобщенная модель преломляющей атмосферы
2.2. Алгоритм вычисления траекторных параметров
2.3. Поиск траекторий электромагнитных волн
2.4. Влияние слоистых неоднородностей коэффициента преломления на астрономическую радиорефракцию
2.5. Выводы
Глава 3. ТРАЕКТОРНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАДИО- И ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН ПО ДАННЫМ МЕТЕОИЗМЕРЕНИИ В НИЖНЕМ 300-МЕТР0В0М СЛОЕ АТМОСФЕРЫ
3.1. Статистические особенности высотного профиля градиента коэффициента преломления воздуха
3.2. Траекторные параметры радио- и оптических волн на приземных трассах

Оглавление
3.3. Оценка влияния ошибок высотных метеоизмерений на результаты расчета траекториях параметров на приземной трассе
3.4. Влияние нижнего 300-метрового слоя атмосферы на астрономическую радиорефракцию
3.5. Оценка влияния ошибок приземных метеоизмерений на результаты расчета астрономической рефракции
3.6. Выводы
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АСТРОНОМИЧЕСКОЙ
РАДИОРЕФРАКЦИИ
4.1. Описание условий эксперимента
4.2. Исследования рефракции методом сканирования источника с помощью радиотелескопа РТ-22 КрАО
4.3. Исследования рефракции методом автосопровождения источника с помощью.радиотелескопа РТ-10 Крым .
4.4. Анализ результатов
4.5. Компенсация рефракции в реальном масштабе времени
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Основные обозначения

Введение
ВВЕДЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы и состояние вопроса
Преломление электромагнитных (ЭМ) волн в атмосфере, или рефракция, является одним из главных проявлений влияния среды на распространение излучения: траектории волн искривляются, источник излучения виден по иному направлению, чем то, по которому он был бы виден в случае отсутствия атмосферы. Возникает понятие видимого угла места источника в отличие от истинного, не искаженного влиянием атмосферы. Разность видимого и истинного углов места источника излучения также называется рефракцией (или углом рефракции). Вследствие искривления траектории увеличивается геометрическое расстояние, которое луч проходит между точками излучения и приема, и электрическая длина этого пути.
Определяющим фактором в описании преломляющих свойств атмосферы в диапазонах длин волн от сантиметрового до оптического является распределение коэффициента преломления воздуха во времени и в пространстве. Этот коэффициент зависит от температуры, давления и влажности. Метеорологические исследования показывают, что вертикальные градиенты этих метеовеличин в среднем значительно превосходят горизонтальные. Поэтому в теории рефракции наибольшее распространение получила сферически-слоистая модель атмосферы.
Рефракцию ЭМ волн как искажающий фактор необходимо учитывать при решении широкого круга задач связи, локации, геодезии, навигации, астрономии и в других приложениях.
На протяжении последних нескольких десятилетий данные измерений рефракции используются также для решения обратных задач, связанных с определением высотных профилей коэффициента преломления, температуры, давления и влажности воздуха.

Глава
Максимальное значение отклонения угла прихода в горизонтальной плоскости для трасс над сушей с однородной подстилающей поверхностью оценивается в 0.03 угл.мин./км [68]. По данным четырех круглосуточных наблюдений [1111 вариации горизонтальной составляющей угла прихода на трассе длиной 14 км находились в пределах ошибки измерений (1 угл.еек.).
В работе [63] получено отношение среднеквадратичных отклонений углов прихода в вертикальном и горизонтальном направлениях, равное 8.4; из [137,138] следует, что это соотношение больше 5.
Не обнаружены устойчивые связи рефракции с измеренными вблизи земной поверхности метеовеличинами (температурой, давлением, влажностью воздуха и скоростью ветра), с коэффициентом преломления, рассчитанным по этим метеовеличинам [111], с grad N в приземном слое (коэффициент корреляции равен 0.19—0.52) [142, 143].
Однако, существует связь измеренного угла прихода с его значением, рассчитанным по высотному профилю коэффициента преломления в одной точке трассы: коэффициент корреляции равен 0.86 [36].
Приведенные результаты измерений дают представление только о возможных величинах и характере изменения углов прихода, связанных с рефракцией. Ясно, что имеющихся экспериментальных данных недостаточно, чтобы только на их основе предсказывать текущие значения угла прихода в конкретных метеорологических условиях.
1.4. Экспериментальные исследования астрономической
радиорефракции
Проведен анализ исследований радиорефракции ММ и СМ волн по наблюдению естественных космических источников [2,44,149-154].